保护性耕作下蚕豆田土壤呼吸及碳平衡特性

土壤呼吸是碳循环的重要环节,为探讨垄作和覆盖对旱三熟蚕豆田土壤呼吸的影响,测定了平作(T)、垄作(R)、平作+半量覆盖(TS₁)、垄作+半量覆盖(RS₁)、平作+全量覆盖(TS₂)、垄作+全量覆盖(RS₂)6种处理下的西南紫色土丘陵区蚕豆/玉米/甘薯旱三熟体系中蚕豆生长季节的土壤呼吸变化,分析了蚕豆田碳平衡特性。结果表明,蚕豆生长季节农田土壤呼吸随作物生长一致,呈先增加后减弱的变化趋势,变化范围为0.885~10.213 μmol/(m²·s)。全生育期平均土壤呼吸速率差异显著,表现为TS₂>RS₂>RS₁ >TS₁>T>R;分别为4.096,3.780,3.441,3.104,2.850,2.439 μmol/(m²·s),较平作不覆盖处理增加了43.7%,32.6%,20.7%,8.9%,-14.4%。垄作显著降低了蚕豆农田土壤呼吸速率,而秸秆覆盖显著提高土壤呼吸速率,且随着覆盖量的增加而增加。不同生育阶段土壤呼吸总量存在差异,表现为成熟期<苗期<鼓粒期<分枝现蕾期<开花结荚期,其中开花结荚期约占50%;利用根排除法测得蚕豆田根系呼吸占土壤呼吸比例变幅为19.49%~54.23%,利用回归分析法测得结果为37.02%~60.64%,二者均值分别为38.62%和49.12%。不同耕作和覆盖处理下蚕豆田整个生长季均表现为碳汇,净碳汇为857.26~2236.25 kg/hm²。与平作不覆盖相比, RS₂、TS₂、RS₁、TS₁、R分别较平作不覆盖处理T高出160.86%,101.44%,30.78%,47.63%,110.41%,差异达显著水平。试验结果表明垄作和秸秆覆盖有利于蚕豆田生态系统的碳汇,以垄作+全量覆盖的效果最好。     

氮素添加对贝加尔针茅草原土壤团聚体碳、氮和磷生态化学计量学特征的影响

大气氮沉降增加作为全球气候变化的重要现象, 其对草原生态系统的影响成为生态学研究热点之一。掌握氮沉降对草原土壤团聚体碳(C)、氮(N)和磷(P)生态化学计量学特征的影响,可为全面分析和评估氮沉降对草原生态系统的影响提供基础资料。自2010年起,在内蒙古贝加尔针茅草原典型地段设置N₀ (0 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₅ (15 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₃₀ (30 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₅₀ (50 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₀₀ (100 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₅₀ (150 kg N·hm^-2·yr^-1) 6个氮素添加处理模拟氮沉降野外控制试验。结果表明:氮素添加极显著提高了土壤团聚体的稳定性和>2 mm团聚体比例(P<0.01);各氮素添加处理中0.25~2 mm团聚体有机碳、全氮含量均显著高于其他粒径(P<0.05),全磷含量在各粒径团聚体中差异不显著;与对照相比,氮素添加显著提高了>0.25 mm土壤大团聚体有机碳和全氮含量(P<0.05),对全磷无显著影响;氮素添加导致>0.25 mm土壤大团聚体C/N降低,0.25~2 mm土壤团聚体 C/P、N/P升高(P<0.05)。综合分析,氮添加在一定程度上促进了土壤的固碳潜力,提高了土壤团聚体有机质的矿化速率,随着氮素添加水平的提高,土壤团聚体中P元素成为限制草原植物生长的主要限制因子。     

科尔沁草甸生态系统净碳交换特征及其驱动因子

以2013年10月-2014年9月连续观测的CO₂通量数据为基础,分析了科尔沁草甸生态系统净碳交换量(NEE)的时间变化特征及其驱动因素。结果表明,NEE日变化季节差异明显,生长季变化幅度大,净CO₂日吸收速率7月>8月>9月>6月>5月;生长季内,NEE主要受控于叶面积指数和光合有效辐射。NEE与光合有效辐射(PAR)之间的关系可用直角双曲线方程来描述,拟合得到的表观初始光能利用率α为0.0015 μmol CO₂/μmol PAR,最大光合速率P_max为0.65 μmol CO₂/(m²·s)。叶面积指数(LAI)对NEE的影响可由分段函数表示,当LAI>3.08时,表现为渐进饱和型,且LAI越大NEE对PAR的响应越明显;当高饱和水汽压差(VPD)在1.5~2.0 kPa时,光合作用开始降低,NEE明显受到VPD值的抑制;短暂强降雨(累计降雨量>40 mm/d)对昼间NEE有一定的抑制,而持续低强度降雨(降雨时长>15 h)对夜间NEE存在激发作用;夜间NEE随土壤温度呈指数增长,温度敏感系数(Q₁₀)为2.63。     

甜高粱的饲用价值及其绵羊体外瘤胃发酵产气性能研究

本试验旨在研究不同收割时期饲用甜高粱的饲用价值及其绵羊体外瘤胃发酵产气性能,分别对8-11月收割的甜高粱(大奖3180,标记为S₁、S₂、S₃与S₄)的养分含量及相对饲喂价值(RFV)、总可消化养分(TDN)、干物质采食量(DMI)、可消化干物质(DDM)和牧草相对饲用品质(RFQ)进行评价。利用体外模拟发酵产气技术评定不同收割时期的甜高粱在3、6、9、12、24、36和48 h体外产气规律,估算降解率。结果表明,1)不同收割时期的甜高粱的干物质(DM)、粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗脂肪(EE)和粗灰分(Ash)含量差异均显著(P<0.05)。2)不同收割时期的甜高粱的RFV、DMI、RFQ呈现出S₁>S₄>S₃>S₂,差异极显著(P<0.001)。S₁和S₄的TDN和DDM含量差异不显著(P>0.05),但极显著高于S₂和S₃(P<0.001)。3)在培养12 h之前,不同收割时期的甜高粱产气量(GP)差异极显著(P<0.001),且S₃的GP最高;24 h后,S₄的GP显著高于S₂(P<0.05);培养36 h后不同收割时期的甜高粱GP差异不显著(P>0.05)。4)不同时期收割的甜高粱在发酵12、24、48 h的干物质消失率(DMD)均无显著差异(P>0.05)。综上结果,8月对黄土高原丘陵沟壑区甜高粱进行收割时饲用价值最好。     

不同利用方式对小针茅荒漠草原土壤活性有机碳的影响

通过围封、3个放牧梯度[0.50羊单位/hm²(G_0.50)、0.94羊单位/hm²(G_0.94)、1.25羊单位/hm²(G_1.25)]和开垦5种不同的处理条件下,对内蒙古小针茅荒漠草原土壤总有机碳、水溶性有机碳、易氧化有机碳、微生物量碳含量和土壤基本理化的影响开展野外监测试验。结果表明,1)不同利用方式下,小针茅荒漠草原土壤总有机碳、全氮、全磷、碳氮比均表现为围封>G_0.50>G_0.94>开垦>G_1.25。其中围封区的土壤有机碳含量、全氮含量显著高于G_0.94、G_1.25和开垦区(P<0.05),随着放牧强度的增加,土壤有机碳、全氮、全磷、碳氮比均呈现逐渐降低的趋势。2)开垦区和放牧区土壤表层(0~20 cm)水溶性有机碳、易氧化有机碳、微生物量碳含量,均显著低于围封区(P<0.05);在放牧区,随着放牧强度的增加土壤活性有机碳含量均逐渐降低。3)围封4年后小针茅荒漠草原土壤活性有机碳占总有机碳的比例提高,放牧和开垦使活性有机碳的比例下降。其中,围封区的土壤微生物量碳比例显著高于G_0.94、G_1.25和开垦区(P<0.05),较G_0.50、G_0.94、G_1.25和开垦区分别增加了0.26,0.53,0.66和0.43个百分点。4)土壤总有机碳、水溶性有机碳、易氧化有机碳、微生物量碳含量均具有显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的正相关关系,土壤活性有机碳组分与土壤理化性质具有密切的关系。     

高寒草地灌丛化对土壤团聚体稳定性及其铁铝氧化物分异的研究

团聚体对有机碳的物理保护是土壤碳固存的重要机制。本研究以青藏高原东缘灌丛化草地和未灌丛化草地为研究对象,采用Cambardella与Elliott湿筛法和沉降虹吸法分离和提取团聚体,测定了灌丛化草地和未灌丛化草地中土壤团聚体含量,分析了团聚体稳定性、不同形态铁铝氧化物的分异及铁铝氧化物与团聚体稳定性的关系。结果显示:灌丛化显著降低了<0.053 mm微团聚体含量(P<0.05),对团聚体稳定性没有显著影响(P>0.05);灌丛化显著增加了>0.25 mm大团聚体内游离态铝的含量(Al_d的含量增加了14.09%)(P<0.05)和<0.25 mm微团聚体内游离态铁铝的含量(Fe_d、Al_d的含量分别增加了9.75%和15.31%)(P<0.05),显著降低了<0.25 mm微团聚体内络合态铁铝的含量(Fe_p、Al_p的含量分别降低了31.03%和9.41%)(P<0.05)。通过增强回归树分析,游离态铁铝氧化物对团聚体稳定性的作用最强,络合态铝氧化物对团聚体稳定性作用最弱。表明灌丛化有助于增强团聚体的稳定,促进土壤有机碳的固存。     

日粮添加葡萄渣提取物对湖羊外周血液LH、T、E2浓度的影响

为探讨日粮添加葡萄渣提取物对湖羊生殖相关激素促黄体素(LH)、睾酮(T)和雌二醇(E2)分泌的影响。选择24只体重(22.74±0.23) kg相近的3月龄湖羊公羔,随机分为3组,每组8只。对照组饲喂含有4%亚麻籽油的基础日粮,T₁和T₂组日粮分别添加0.36%和0.72%葡萄渣提取物。试验预饲期7 d,过渡期14 d,正式期60 d。结果表明:1)添加葡萄渣提取物对宰前活重影响不显著(P>0.05);2)与对照组相比,初情期前湖羊日粮添加亚麻籽油同时添加0.36%葡萄渣提取物对睾丸重量、睾丸体积、睾丸指数和附睾重量影响不显著(P>0.05),添加0.72%的葡萄渣提取物可显著提高睾丸重量[(233.02±32.67) g vs. (347.82±31.82) g,P<0.05]、睾丸体积[(255.50±40.55) mL vs. (365.63±32.41) mL,P<0.05]、睾丸指数[(0.61±0.10) vs. (0.92±0.09), P<0.05]和附睾重量[(45.53±4.00) g vs. (54.38±4.03) g,P=0.088],且T₁[(182.76±8.26) μm]、T₂[(220.25±6.69) μm]组睾丸曲细精管直径显著高于对照组[(160.02±7.55) μm,P<0.05];3)与对照组相比较,T₂组睾丸组织中促黄体素受体(LHR)、类固醇激素合成急性调节蛋白(StAR)基因表达显著上调(P<0.05),芳香化酶CYP19A1基因表达下调(P<0.05);4)T₂组外周血液T浓度显著高于对照组[(803.22±145.74) pg·mL^-1 vs. (575.09±57.58) pg·mL^-1, P<0.05],但是LH浓度下降[(0.05±0.01) IU·L^-1 vs. (0.11±0.03) IU·L^-1, P<0.05],T₁组各激素浓度与对照组相比,差异不显著(P>0.05)。综上所述,在本试验条件下,初情期前湖羊公羔日粮添加0.72%的葡萄渣提取物有利于羔羊睾丸和附睾发育。     

浑善达克沙地3种灌木土壤分形特征与养分关系

以浑善达克沙地广泛分布的3种典型荒漠草原灌木柄扁桃、小叶锦鸡儿和狭叶锦鸡儿灌丛下土壤为研究对象,测定分析3种灌丛下0~60 cm土层深度的土壤颗粒机械组成、土壤体积分形维数和土壤养分含量的垂直分布特征,探讨草原灌丛化后土壤分形特征与土壤肥力的关系,揭示灌丛植被在荒漠草原的生存与扩散机制。结果表明,3种典型灌丛形态结构存在差异,拦截风沙流后沉积在灌丛下的土壤粒度特征不同,其中粘粉沙体积含量和分形维数在不同物种间差异显著(P<0.05)。土壤分形维数表现为小叶锦鸡儿(2.346)>狭叶锦鸡儿(2.259)>柄扁桃(2.149)>裸沙地(2.057);土壤分形维数主要由粒径小于0.25 mm的粘粉沙(<0.05 mm)、极细沙(0.05~0.1 mm)和细沙(0.1~0.25 mm)体积百分含量决定,其中0.1 mm粒径是决定研究区灌丛下土壤分形维数的临界粒径,即小于该粒径的粘粉沙、极细沙含量越多,土壤分形维数越高。灌丛下土壤有机质和全氮含量与土壤分形维数存在极显著正相关关系(P<0.01);土壤有机质含量随土层深度增加而递减,全氮和全磷含量随土层波动性较强,不同物种间土壤有机质和全氮含量差异显著(P<0.05),而全磷含量差异不显著。灌丛覆盖的土壤结构和肥力均较裸沙地有明显改善,不同物种改良土壤的效果依次为小叶锦鸡儿>狭叶锦鸡儿>柄扁桃。     

高寒草甸土壤异养呼吸对气候变化和氮沉降响应的模拟

利用研究区植被、土壤和气候观测资料,借助CENTURY模型研究了高寒草甸土壤异养呼吸CO₂通量动态变化。结果表明,1)CENTURY模型较好地反映了高寒草甸土壤异养呼吸季节变化。模拟结果与试验点观测结果相吻合,风匣口和干柴滩2个试验点观测值与模拟值的线性回归方程分别为y=0.7776x+23.796(R²=0.6885, n=31)和y=0.9487x-8.6994(R²=0.6062, n=30)。2)过去46年(1960-2005年)研究区年平均气温趋于暖化,平均线性增温率为 0.35℃/10 a。降水量变化不明显,呈振幅较为稳定的波动变化。同期CENTURY模型模拟的高寒草甸土壤异养呼吸CO₂通量呈波动性缓慢上升的趋势,通量变化范围在479.22~624.89 g C/(m²·a) 之间,平均值为(539.56±34.32) g C/(m²·a),通量增加率为16.5 g C/(m²·10 a)。对模拟结果与气温、降水量之间进行的相关性分析结果显示,土壤异养呼吸CO₂通量与气温呈显著正相关(r=0.70,P<0.05),与降水量相关性不显著。3)氮沉降增加显著促进了高寒草甸土壤异养呼吸CO₂通量。中氮(MN)和高氮(HN)与对照(CK)处理间差异极显著(P<0.01),但中氮(MN)与高氮(HN)处理间差异不显著。说明,长期受低温和土壤有效氮限制的高寒草甸对气候变化响应敏感,高原气候的暖化和氮沉降的增加均能引起土壤异养呼吸作用的小幅上升,但可能由于异养呼吸作用对氮沉降存在着一定的“氮饱和”现象,随着大气氮沉降的倍增,其促进效应降低。     

苜蓿黄酮对热应激下体外培养奶牛乳腺上皮细胞凋亡的影响

本实验旨在研究苜蓿黄酮对热应激下体外培养奶牛乳腺上皮细胞的影响。将乳腺上皮细胞分成5组,每组培养基中分别含有0,25,50,75和100 μg/mL苜蓿黄酮,同时置于细胞培养箱37℃,5%CO₂培养72 h,再在 42℃恒温水浴锅中热应激1 h后返回细胞培养箱培养12 h,检测细胞活性、抗氧化指标和相关基因的表达。结果显示:1)添加25 μg/mL组的细胞活性显著高于0和50 μg/mL组(P<0.05),其他各组之间差异不显著。2)相对于0 μg/mL组,50~100 μg/mL组细胞的GSH-Px活性升高(P<0.01),LDH和MDA含量降低(P<0.01或P<0.05),而CAT活性无显著性差异。3)相对于0 μg/mL组,50和75 μg/mL组Caspase3和Socs3基因表达降低(P<0.01),25 μg/mL组P53、Stat1和Socs1基因表达升高(P<0.01或P<0.05),而Bcl-2和Fas基因表达无显著差异。综上所述,在热应激下,苜蓿黄酮能够提高体外培养奶牛乳腺上皮细胞的活性,改善抗氧化能力和抑制细胞凋亡,其中添加75 μg/mL效果较好。     

青藏高原高寒灌丛草甸生态系统碳平衡研究

利用静态密闭箱—气相色谱法观测的高寒金露梅Dasiphora fruticosa灌丛、丛间草甸土壤微生物呼吸CO2通量结果,结合研究区群落生物量及样方调查,对高寒灌丛草甸生态系统的碳平衡状况作了初步估测。结果表明:植物生长季高寒灌丛草甸生态系统初级生产力年净固定碳量461.83g/(m2·a),土壤通过微生物呼吸年碳净排放量376.78g/(m2·a)。碳素输入大于输出,系统存在较强的CO2吸收潜力,是大气CO2的汇,其年净交换吸收碳量85.05g/(m2·a)。     

宕昌县滩子牧场草地类型及生产力分析

于2008年7月,对甘肃省宕昌县滩子牧场草地生产力进行调查,利用GIS技术绘制草地类型图,并对其家畜承载力进行评价.经调查,滩子牧场总面积2 449 hm2.草地类型属山地草甸类,可划分为3个草地组8种草地型.其中,杂类草组包括防风(Saposhnilovia divaricata)+草玉梅(Anemone rivil...     

祁连山东段不同高寒灌丛草地土壤性状特征变化

为探讨祁连山东段不同高寒灌丛草地土壤性状的变化,在该区内选取了金露梅（Porentilla fruticosa）、柳（Salix）和杜鹃（Rhododendron）3类高寒灌丛草地,研究了不同高寒灌丛草地土壤物理和化学性状特征变化。结果表明：高寒灌丛草地土壤理化性状差异显著。土壤含水量表现为杜鹃灌丛草地>柳灌丛草地>金露梅灌丛草地;容重表现为金露梅灌丛草地>柳灌丛草地>杜鹃灌丛草地;总孔隙度表现为柳灌丛草地>杜鹃灌丛草地>金露梅灌丛草地;杜鹃灌丛草地土壤有机质含量最高为127.638 g·kg^-1,金露梅灌丛草地最低为89.954 g·kg^-1;土壤全P、全K和速效N,P,K含量均表现为杜鹃灌丛草地>柳灌丛草地>金露梅灌丛草地,土壤全N含量金露梅灌丛草地最大为2.912 g·kg^-1,杜鹃灌丛草地最小为2.586 g·kg^-1。相关性分析表明,3类高寒灌丛草地的土壤性状的各个因子之间有显著的相关关系。     

青藏高原金露梅灌丛草甸土壤质量的微生物学特征

通过对青藏高原金露梅（Potentilla fruticosa）灌丛草甸土壤理化性质、微生物及土壤酶活性的研究,探讨土壤环境因子与微生物、酶活性之间的相互关系,从诸多因子中遴选出表征金露梅灌丛草甸土壤质量的生物学指标。结果表明：土壤细菌数量、放线菌数量、真菌数量、微生物量碳、过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶及蛋白酶与土壤理化性状间存在密切的相关性;PCA分析筛选出微生物数量、微生物量碳、过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶及蛋白酶可以作为表征金露梅灌丛土壤质量的生物学指标。     

不同施氮水平对玉米生长季土壤呼吸的影响

为了探索不同氮肥用量对玉米（Zea mays）农田土壤呼吸速率的影响,采用EGM 4密闭式土壤呼吸测量系统,对甘肃省武威凉州灌区不同施氮水平下的玉米农田土壤呼吸速率进行研究。结果表明,玉米农田土壤呼吸速率的日变化为单峰曲线,其最小值和最大值分别出现在06:00和14:00左右,日变化随温度升高而增加。同时,玉米农田土壤呼吸速率(均以CO2的排放量计算)也具有较明显的季节变化,最大值为8.92 μmol/(m2·s),出现在7月,最小值为1.12 μmol/(m2·s),出现在5月,生育期变化顺序为抽雄期>大喇叭口期>拔节期>灌浆期>成熟期>苗期。土壤呼吸速率随施氮水平升高而升高,施氮450 kg/hm2（N450）排放CO2均值为5.72 μmol/(m2·s);300 kg/hm2（N300）为5.34 μmol/(m2·s);不施氮肥（N0）为4.90 μmol/(m2·s),其中N450比N300和N0分别增加了7.12%和16.73%,N300比N0增加了8.98%,不同施氮水平下玉米土壤呼吸速率的差异主要发生在生长盛期。     

青藏高原金露梅灌丛与矮嵩草草甸枯枝落叶的分解作用

研究青藏高原金露梅灌丛和矮嵩草草甸两种植被类型枯枝落叶分解作用强度及其随着埋放时间延长的变化规律.结果表明,两种植被的枯枝落叶在埋放的前3个月均显示出明显的分解效果.其总分解率分别达到20.31%和30.4%,随后分解率逐渐降低,埋放后个月的总分解率仅为前3个月的37.60%和39.33%.矮嵩草草甸枯枝落叶的分解率显著高于金露梅灌丛.土壤温度、微生物数量和枯枝落叶本身的化学成分是影响分解率的主要因素.与其相比,动物粪便的分解率很低.     

准噶尔盆地荒漠灌丛草地土壤呼吸变化及其对土壤温、湿度的响应

本研究利用Li-8100开路式土壤通量测量系统对新疆准噶尔盆地古尔班通古特沙漠南缘荒漠灌丛草地生长季土壤呼吸速率进行了观测,分析了该地土壤呼吸特征及其与土壤温、湿度的关系。研究表明各层土壤温、湿度随着季节表现出明显的周期性变化特征,不同深度土壤温、湿度垂直梯度明显。荒漠灌丛草地土壤呼吸白天呈"双峰型"曲线;生长季土壤呼吸速率白天高于夜晚,草地土壤呼吸速率约为裸地的4倍;裸地夜间土壤表现为碳吸收过程。白天土壤呼吸速率与土壤温、湿度呈负相关关系,夜间为正相关关系;生长季白天土壤水分条件对土壤呼吸速率的影响更大,而夜间土壤温、湿度对土壤呼吸过程的影响均小于白天。该研究为明确干旱区碳收支过程提供一定的理论依据。     

呼伦贝尔草原土壤呼吸作用空间异质性分析

土壤呼吸作用是土壤碳库向大气释放CO2的主要途径,其在空间尺度上具有明显差异性,土壤呼吸的空间变化增加了土壤碳排放评估的不确定性,研究土壤呼吸作用空间异质性对于准确评估生态系统碳排放具有重要意义.2020年9月1日—9月6日,本研究沿呼伦贝尔草原东西样带随机选取了30个观测样地,利用土壤呼吸自动观测系统(Li-8100...     

青藏高原东部不同草地类型土壤养分的分布规律

调查分析了青藏高原东部高寒草甸、高寒灌丛草甸、亚高寒草甸、沼泽化草甸、荒漠化草原、林间草地、盐渍化沼泽土壤碳氮磷含量垂直分布特征。结果表明,7种草地类型中,土壤有机碳含量大体随着土层的深入而降低,0~15 cm土层土壤有机碳的累积量从高到低依次为林间草地>高寒灌丛草甸>高寒草甸>沼泽化草甸>盐渍化沼泽>亚高寒草甸>荒漠化草甸(P<0.05);随土层深度变化土壤全氮含量与有机碳相似,0～15 cm全氮累积量从高到低依次为沼泽化草甸>林间草地>高寒灌丛草甸>高寒草甸>盐渍化沼泽>荒漠化草原>亚高寒草甸(P<0.05);荒漠化草原、林间草地和土壤全磷含量随土层深度无明显规律性,0～15 cm土层全磷累积量由高到低依次为高寒灌丛草甸>沼泽化草甸>高寒草甸>盐渍化沼泽>亚高寒草甸>荒漠化草原>林间草地(P<0.05);随土层深度的增加不同草地类型养分含量顺序不同。除沼泽化草甸,不同草地类型下土壤有机碳与全氮呈显著正相关。